Her beskriver vi den detaljerede metodologi forpligtet til at foretage stress-forstærket frygten læring (SEFL) eksperimenter, en prækliniske model af post-traumatisk stress disorder, i både rotter og mus. Modellen benytter aspekter af pavlovsk frygt conditioning og frysning som et indeks af øget frygt i gnavere.
Frygt adfærd er vigtig for at overleve, men uforholdsmæssigt høje niveauer af frygt kan øge sårbarhed for at udvikle psykiske lidelser som posttraumatisk stress disorder (PTSD). For at forstå de biologiske mekanismer af frygt dysregulering i PTSD, er det vigtigt at starte med et gyldigt dyremodel af lidelsen. Denne protokol beskriver den metode, der skal gennemføre stress-forstærket frygten læring (SEFL) eksperimenter, en prækliniske model af PTSD, i både rotter og mus. SEFL blev udviklet for at sammenfatte kritiske aspekter af PTSD, herunder langsigtede sensibilisering af frygt læring skyldes en akutte stressor. SEFL bruger aspekter af pavlovsk frygter conditioning men producerer en distinkt og robust overfølsomme over frygt reaktion langt større end normale betinget frygtreaktioner. Traumer procedure indebærer markedsføring en gnaver i en conditioning kammer og administration af 15 unsignaled chok tilfældigt fordelt over 90 minutter (til rat eksperimenter; til eksperimenter med mus, 10 unsignaled chok tilfældigt fordelt over 60 minutter bruges) . På dag 2, er gnavere placeret i en roman conditioning kontekst hvor de modtager en enkelt chok; derefter, på dag 3 de er lagt tilbage i den samme kontekst som på dag 2 og testet for ændringer i frysning niveauer. Gnavere, der tidligere har modtaget traumer display forbedret niveauer af indefrysning på test dagen i forhold til dem, der modtog ikke stød på den første dag. Således, med denne model, en enkelt meget stressende oplevelse (traumer) producerer ekstrem frygt for de stimuli, der er forbundet med den traumatiske hændelse.
Frygt er en kritisk adfærd for overlevelse, gør det muligt for enkeltpersoner at genkende og reagere på trusler. Men, overdrevne frygtreaktioner kan bidrage til udviklingen af psykiske lidelser som posttraumatisk stress disorder (PTSD). En karakteristisk for PTSD er en overdrevet reaktion på mild stressfaktorer, især dem, der minder om den oprindelige traumer, og en tendens til at udvikle nye frygt1,2. I laboratoriet måles frygt ofte gennem indefrysning adfærd, som er en pålidelig og ethologically gyldigt indeks af frygt i mennesker og gnavere3,4. Mens det er kendt, at PTSD indebærer dysregulering af frygt og forstærket frygten udtryk, er der en mangel på robust dyremodeller for PTSD, der pålideligt fange denne augmented frygt reaktion på en relativt uskadelige stimulus.
Denne protokol giver den detaljerede metodologi forpligtet til at foretage stress-forstærket frygten læring (SEFL) eksperimenter, en pålidelig og robust prækliniske model af PTSD, i både rotter og mus. SEFL udnytter aspekter af pavlovsk frygt conditioning, men det producerer forskellige svar fra normale frygt conditioning og sammenfatter den forbedrede frygt følgende traumatisk stress observeret i PTSD patienter5,6. I denne model, en enkelt meget stressende oplevelse (omtalt her som traumer) fører til varig adfærdsmæssige ændringer, herunder ekstrem frygt for stimuli forbundet med den traumatiske hændelse, øget angst, øget overraske reaktivitet og ændret glukokortikoid signalering7,8. Den store træk af SEFL er at følgende udsættelse for en traumatisk stressor (en række unsignaled chok) i en særskilt sammenhæng, dyr viser en overdrevet frygt reaktion på en mild stressor (fx., en enkelt chok) i en anden sammenhæng. Vigtigere, er SEFL effekten ikke på grund af generalisering fra konteksten traumer til romanen sammenhæng eller øget chok følsomhed5. I vores model anvende vi målrettet procedurer, reducerer enhver generalisering til en roman sammenhæng som særskilte transport, lugt og gitter gulv mønster. Derfor, i modsætning til normale frygt conditioning, SEFL er en ikke-associative proces, der fører til en ny frygt læring, der er uforholdsmæssigt relateret til miljømæssige stikord ikke direkte forbundet med den traumatiske oplevelse. Omfattende arbejde viser, at en 90 minutters session indeholder 15 uforudsigelige chok i rotter (eller en 60 minutters session indeholdende 10 uforudsigelige chok i mus) inducerer en langvarig sensibilisering af frygt conditioning sammen med øget angst og dysregulering i basal corticosterone døgnrytme. Derimod pre-eksponering til en enkelt footshock producerer ikke SEFL9. Derudover kan SEFL udnyttes pålideligt i både rotter og mus.
Derfor er SEFL model af PTSD et kraftfuldt værktøj til sondering de biologiske mekanismer involveret i PTSD patofysiologi. Ved hjælp af SEFL kan forskere undersøge hvordan udsat for et traume kan påvirke fremtidige frygt læring. Endvidere, kan denne model være nyttige for at undersøge specifikke cellulære og molekylære mekanismer, der kan være involveret i reguleringen øget frygt udtryk som observeret i PTSD.
SEFL er en robust adfærdsmæssige model af PTSD, der kan blive sammenfattet i både rotter og mus og kan bruges til at studere de overfølsomme over frygtreaktioner, der karakteriserer PTSD. Efter traumatisk stress vist gnavere en øget frygt reaktion i en udpræget forskellige sammenhæng kun efter denne sammenhæng er parret med en mild stressor, der fungerer som en påmindelse om en tidligere traumatisk oplevelse. Efter traumatisk stress viser gnavere ikke overraskende høje niveauer af frygt når tilbage til konteks…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev finansieret af National Institute for sundhed R01AA026530 (MSF), Staglin Center for hjernen og adfærdsmæssige sundhed (MSF), NRSA-F32 MH10721201A1 og NARSAD 26612 (RANDIS) og NSF DGE-1650604 (SG).
Fear Conditioning Chamber for Low Profile Floors | Med Associates Inc. | VFC-008-LP | Fear conditioning chamber |
Sound Attenuating Cubicle | Med Associates Inc. | NIR-022SD | Sound-attentuaing cubicle to prevent intrusion of outside noise |
NIR/White Light Control Box | Med Associates Inc. | NIR-100VR | Light control box capable of delivering white and near-infrared light |
NIR VFC Light Box | Med Associates Inc. | NIR-100L2 | White overhead houselight |
Windex Original Glass Cleaner | Windex | Solution for cleaning and scenting fear conditioning chambers between animals | |
Acetic acid | Fisher Scientific | A38-212 | Solution for cleaning and scenting fear conditioning chambers between animals |
A-Frame Chamber Insert | Med Associates Inc. | ENV-008-IRT | Black Plexiglas triangular insert to differentiate internal layout of Contexts A and B |
Curved Wall Insert | Med Associates Inc. | VFC-008-CWI | White plastic sheet to differentiate internal layout of Contexts A and B |
Low Profile Contextual Grid Floor with 1/8" Grid Rods for Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005A | Flat grid floor for mice |
Low Profile Contextual Grid Floor with Alternating 1/8" & 3/16" Grid Rods Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005-S | Staggered grid floor for mice |
Low Profile Contextual Grid Floor with 1/8" Staggered Grid Rods for Mouse | Med Associates Inc. | VFC-005A-L | Alternating grid floor for mice |
Low Profile Contextual Grid Floor with 3/16" Grid Rods for Rat | Med Associates Inc. | VFC-005 | Flat grid floor for rats |
Low Profile Contextual Grid Floor with Alternating 3/16" & 3/8" Grid Rods | Med Associates Inc. | VFC-005-L | Alternating grid floor for rats |
Low Profile Contextual Grid Floor with 3/16" Staggered Grid Rods for Rat | Med Associates Inc. | VFC-005-S | Staggered grid floor for rats |
Metal pans | Med Associates Inc. | Metal pans to catch droppings underneath grid floors | |
Standalone Aversive Stimulator/Scrambler | Med Associates Inc. | ENV-414S | Shock generator and scrambler for footshock delivery |
Multimeter | Fluke | 87-5 | Tool for measuring footshock amplitude |
VideoFreeze Software | Med Associates Inc. | SOF-843 | VideoFreeze software for controlling shock delivery |
High Speed Firewire Monochrome Video Camera | Med Associates Inc. | VID-CAM-MONO-4 | Video camera capable of recording in near-infrared light |